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之江新事丨钱江潮几时到 次声波先知道

近日,中国计量大学计测工程学院王月兵教授团队在钱塘江边通过麦克风接收次声波信号预测潮水到达时间。 浙江新闻客户端记者 姜晓蓉 摄

杭州下沙江堤上,8个支架一字排开,每个架子上有一个高灵敏度的麦克风。近日,中国计量大学计测工程学院王月兵教授团队来到钱塘江边,做一项特别的实验:通过麦克风接收的次声波信号预测潮水到达的时间。

据了解,中国计量大学声学计量与检测团队主要研究方向为水声探测技术、超声CT技术和聚焦超声应用。从去年开始,王月兵教授团队利用次声波观测潮水大小和移动规律,探寻钱塘江大潮的秘密。

次声波和钱塘江大潮有什么关系?王月兵教授解释,钱塘江大潮在形成过程中,产生了巨大的噪声和振动,会产生很多人耳听不到的次声波。钱塘江潮水的推进速度是每秒7米左右,声音包括次声在空气中的传播速度是每秒300多米,相差40多倍。监测到入海口潮汐发出的次声波,就可以推算出潮水到达观测点的时间。

而利用次声波探测潮水,最重要的设备是接收声音的麦克风。王月兵教授团队给我们展示了其中一种设备,由于可以同时采集音频和视频,所以又叫“声学照相机”。这个设备的中心位置安装有一个高清晰度摄像头,周边布置了几十个麦克风。“我们通过很多个麦克风组成一个阵列,把数据采集上来,用算法进行处理,可以呈现出一张声音的图像,中间的摄像头可以呈现出视频的图像,然后我们把声音的图像和视频的图像重叠在一起进行图像融合,就知道远处传来的声音信号具体位置在哪里。”王月兵教授告诉记者。

“以潮头到达苏绍高速钱塘隧道为起点,在完成对潮水沿江推进速度测量后,可将潮头到达杭州市区沿江各点的预报时间误差控制在5分钟之内,次声波预警不受江岸地形的阻挡,可以24小时工作。”王月兵教授说。

接下来,团队将进一步扩大声音拾取阵列的孔径,将探测与预测距离进一步拉大。王月兵教授介绍:“我们将尝试利用次声波来监测山体滑坡、泥石流等地质灾害,这是一个新的探索方向。”

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